Расчет физических свойств нефти в пластовых условиях

Целью практического занятия является изучение существующих методик определения физических свойств нефти в пластовых условиях. В большинстве инженерных задач по технологии добычи нефти и оптимизации режимов эксплуатации скважин свойства нефти, такие как плотность, вязкость, газасодержание, объемный коэффициент и другие, входят в качестве базовых параметров. Умение грамотно рассчитывать свойства пластовых нефтей в различных термодинамических условиях отличает инженера-разработчика нефтяных меторождений.

В результате выполнения практической работы студенты должны:

· усвоить теоретические представления об основных параметрах пластовой нефти и нефтяного газа, используемых в технологических расчетах по эксплуатации скважин и оптимизации работы погружного оборудования в них;

· изучить методики и формулы для расчета важнейших физических свойств нефти и газа при пластовых значениях давления и температуры;

· самостоятельно решить две задачи для закрепления материала с использованием компьютера.

 

Введение

Нефть в пластовых условиях может находиться в зависимости от соотношения пластового давления и давления насыщения в однофазном недонасыщенном (Рпл> Рнас) и двухфазном насыщенном (Рпл< Рнас) состоянии. Физические свойства её определяются не только пластовым давлением и температурой, количеством растворенного газа, но и составом как газа, так и самой нефти. Причем на растворимость газа его состав влияет в большей степени, чем состав нефти, особенно если газ содержит такой плохо растворимый в ней компонент, как азот. При наличии указанного компонента и известном давлении насыщения при пластовой температуре физические свойства в зависимости от состояния нефти могут быть рассчитаны следующим образом:

1) при Рпл < Рнас расчет ведется по зависимостям (24)-(28) методики расчета физических свойств нефти в процессе её однократного разгазирования с учетом того, что Т=Тпл;

2) при Рпл > Рнас физические свойства пластовой нефти (объемный коэффициент, плотность, вязкость) рассчитываются по корреляционным зависимостям (26)-(32) с учетом того, что Т=Тпл и Vгв (Рпл, Тпл)=0 (весь газ растворен в нефти).

 

1.4.1. Методика определения физических свойств нефти при пластовых условиях

Последовательно рассчитывают следующие параметры.

1) Газонасыщенность пластовой нефти с учетом температурной корреляции:

(39)

где m-коэффициент температурной корреляции

2) Относительную плотность растворенного в нефти газа в пластовых условиях:

, (40)

где .

3) Объемный коэффициент пластовой нефти, предварительно рассчитав по (30) коэффициент температурного расширения :

(41)

где

4) Плотность пластовой нефти

(42)

5) Вязкость пластовой нефти. При Рпл> Рнас и Т=Тпл вязкость газонасыщенной нефти сильно зависит от давления, повышение которого вызывает её рост, что обусловлено сжатием нефти и соответственно увеличением сил молекулярного взаимодействия. Для определения вязкости пластовой нефти при известных вязкости дегазированной нефти µ_нд, давлении насыщения, газосодержании Г, пластовых давлении и температуре последовательно рассчитывают следующие параметры:

а) вязкость дегазированной нефти при пластовой температуре µ_нд(Т_пл) по формулам (34), принимая Т=Т_пл;

б) вязкость газонасыщенной нефти µ_ннас при давлении насыщения и пластовой температуре, используя зависимости (35) - (37), которые для указанных условий запишутся в виде:

где (46)

в) вязкость пластовой нефти определяется по формуле:

, (47)

где -коэффициент, характеризующий изменение вязкости газонасыщенной нефти при изменении давления на 1 МПа (размерность мПа*с / МПа). Коэффициент аппроксимируется следующими уравнениями:

(48)

 

Пример расчета свойств нефти при пластовых условиях

Задача 4

Определить физические свойства пластовой нефти, используя следующие значения исходных данных

Таблица 5

Исходные данные

Пластовое давление Рпл	17, 5 МПа
Пластовая температура Тпл	313 °К
Плотность дегазированной нефти rнд	868 кг/м3
Газосодержание пластовой нефти Г	55, 6 м3/т
Давление насыщения пластовой нефти газом Рнас	9, 2 МПа
Относительная по воздуху плотность газа rго	1, 119
Молярные доля азота в попутном газе Yа	0, 069
Молярные доля метана в попутном газе Yс1	0, 355
Вязкость дегазированной нефти mнд	14, 0 мПа с

Решение

Последовательно рассчитываем:

1) Газонасыщенность пластовой нефти Г_пл (39), предварительно определив коэффициент m:

2) Относительную плотность растворенного в нефти газа в пластовых условиях по (40), предварительно определив коэффициент а:

3) Объемный коэффициент пластовой нефти b_пл по (41), предварительно определив температурные коэффициенты по (29) и (30):

.

4) Плотность пластовой нефти по (42)

5) Вязкость дегазированной нефти при пластовой температуре µ_нд(Т_пл), предварительно определив корреляционные коэффициенты а и в по формулам (34). Вязкость дегазированной нефти µ_нд = 14, 0 мПа с.

6) Вязкость газонасыщенной нефти µннас при Р = Р_нас = 9, 2 МПа и Т = 313 °К по (43), предварительно пересчитав газосодержание пластовой нефти Г (объем газа приводится к температуре Т_ст = 288, 6 °К) по (46) и затем определив коэффициенты А и В по (44), (45):

7) Вязкость пластовой нефти µн пл по (47), предварительно определив коэффициент по (48). Так как µ_ннас< 5 мПа с, то

,

,

 

1.4.3. Контрольные вопросы по практическому занятию

1. Что такое относительная по воздуху плотность нефтяного газа?

2. Как определяется вязкость нефти в пластовых условиях?

3. Чем отличаются " Стандартные термодинамические условия", принятые в американской нефтяной науке, от распространенных в России?

4. Какие параметры небходимо знать для прогнозирования объемного коэффициента нефти при пластовых значениях давления и температуры?

5. Решить задачу (по вариантам):

Определить физические свойства пластовой нефти, используя следующие значения исходных данных

Варианты
Данные
Пластовое давление Рпл МПа	18, 5	19.0	17.5	18.3	17.9	18.6	17.8	19.1	19.2	18.5
Пластовая температура Тпл°К
Плотность дегазированной нефти rнд
Газосодержание пластовой нефти Г кг/м3	55, 6		45.6	48.2	49.0	53.8	56.0	53.9	47.4	50.4
Давление насыщения пластовой нефти газом Рнас МПа	9, 1	8, 9	8, 6	9, 4	8, 9	8, 7	9, 0	9, 2	9, 3	9, 0
Относительная по воздуху плотность газа rго	1, 114	1, 121	1, 115	1, 118	1, 119	1, 123	1, 114	1, 12	1, 123	1, 12
Молярные доля азота в попутном газе Yа	0, 063	0, 044	0, 051	0, 066	0, 037	0, 07	0, 066	0, 059	0, 061	0, 058
Молярные доля метана в попутном газе Yс1	0, 355	0, 4	0, 378	0, 41	0, 398	0, 365	0, 389	0, 371	0, 367	0, 38
Вязкость дегазированной нефти mнд мПа с	13, 5	14, 0	15, 2	14, 7	13, 9	14, 7	13, 8	14, 0	14, 6	15, 2

 

 

Предыдущая1234567Следующая

Поделиться:

Популярное:

1. E) Физическая величина, являющаяся одной из основных характеристик материи и определяющая ее инерционные и гравитационные свойства.
2. I. 38. Состав, свойства и применение калийных удобрений.
3. I. При каких условиях эта психологическая информация может стать психодиагностической?
4. II. Молекулярные свойства жидкостей.
5. Que: Свойства компонента ListBox - Name
6. V1: Поведение фирмы в условиях совершенной и несовершенной конкуренции
7. А. Определение токсигенных свойств.
8. Агрессивность животных в естественных условиях обитания
9. Активные минеральные добавки. Смешанные цементы, их свойства.
10. Анализ потенциальных опасностей и вредностей при выполнении проектируемых работ, переездах, быте и отдыхе в полевых условиях
11. Аппаратура для исследования помехоподавляющих свойств фильтра
12. Банки как центры управления финансово-кредитными процессами в условиях рынка.